空气中有害物质的测量

第5章 空气中有害物质的测量,室内环境包括居住、办公、学习、医疗、娱乐、体育、交通工具等人们生活、工作、社交和活动的密闭场所。 人们约有80以上的时间是在室内度过的。 良好的空气质量直接影响人们的舒适感觉、工作效率以及人体健康。1个人1天要呼吸2万多次，与环境交换1万多升气体。我们可以选择无污染的水和食物，却无法选择所呼吸的室内空气 空气质量与人体健康息息相关,第0节 为什么要研究建筑的空气环境,随着城市人们生活水平的不断提高，各种装饰装修材料、家具和日用化学品大量进入室内，使室内污染物的来源和种类增多，造成室内空气污染程度在室外空气污染的基础上更加重了一层。为了节约能源，现代建筑物的密闭性增加，新风量不足，使得室内污染物不能及时排出室外，在室内存留、蓄积，造成室内空气质量恶化。,密闭建筑病态建筑综合症(SBSSick Building Syndrome)：现代都市病,症状：头痛、恶心疲乏，萎靡不振粘膜有刺激感（眼红、流泪、咽干等）易感冒患哮喘或其它呼吸道疾病,病态建筑综合症起因,室内空气环境是人们接触最频繁的环境室内污染物增多：燃料消耗量、化工产品品种、建筑材料品种增多为了减少空调采暖能耗，建筑物密闭程度增加,NIOSH(美国国立劳动安全卫生研究所)1987年发表的对484所办公建筑物的调查结果,WHC(加拿大卫生和福利机构)1990年发表的对1362所办公建筑物的调查结果,Indoor Air Quality,室内空气质量管理体系,室内空气质量监测和室内空气质量标准是室内空气质量管理的基石。通过室内空气质量监测确定室内空气污染物的浓度，研究在该浓度下是否对健康造成危害，确定室内空气污染物可接受的效应水平，从而制定室内空气质量标准，最大限度的保护公众免受室内空气污染物的危害。国家质检总局、卫生部、国家环保总局于2002年11月19日联合发布了GB/T18883-2002室内空气质量标准，并于2003年3月1日起正式实施。,39,第一节 室内空气污染物来源,室外来源,在室人员,粉尘、SO2、NOX、COX、O3等大气污染,军团菌、机油、苯、不洁水喷淋,家电设备,氡等有害物质放射,室内来源(除人员),香烟,通风、漏风等,化工产品(建材,家具等),生物性污染,空调系统设计管理不当,甲醛、苯、氡等,建筑、土壤等,细菌、尘螨等,电磁辐射,燃烧设备,COX、NOX、 O2消费、 H2O、粉尘,臭气,CO2/H2O/O2消费、粉尘、细菌、体臭等,呼吸、出汗、运动,室内空气污染物来源之一：室外污染,室内空气污染物来源之二：室内污染,室内空气污染物来源之三：人员污染,新鲜空气与人体呼气的成分(体积%) 成分 N2, O 2, CO2 其它 新鲜空气 78.03 20.99 0.03 人体呼气 79.1-80.0 14.5-18.5 3.5-5.0 若干,气味：汗液蒸发、呼吸、有机 物排泄、微生物分解、氨气等衣服上的灰尘、细菌烟草的烟气：VOC和 CO,CO2：新陈代谢,volatile organic compounds,第二节 室内主要空气污染物及其危害,悬浮颗粒物：TSP、PM10、PM2.5、微生物（病毒、细菌、尘螨）气体污染物 氡 CO2、 CO、O3 SO2 、NOX 、氨 甲醛、苯、 挥发性有机化合物VOCs其它（油烟、烟草烟雾、臭氧等、磁场辐射）,一、悬浮颗粒物,悬浮颗粒物的划分：,总悬浮颗粒物(TSP:Total Suspended Particles)：悬浮颗粒物总称,可吸入颗粒物(PM10:Inhalable Particulate Matter)：d10 m的微粒，又称飘尘|沉积在肺部，对人体危害大,呼吸性颗粒物 (PM2.5:Respire Particulate Matter)：d 2.5 m的微粒|沉积在肺部,主要有：燃烧型气溶胶、矿物型气溶胶、生物型气溶胶,病毒和细菌：附于悬浮颗粒物上传播，是传染病的来源霉菌：滋生于潮湿阴暗的土壤、水体、空调设备中,二、 微生物,尘螨适宜环境2030，7585，空气不流通场所可引起哮喘、过敏性鼻炎、过敏性皮炎孳生地：纯毛地毯、床垫控制方法：通风换气， 保持清洁,二、 微生物,军团病(legionnaires disease)：一种大叶性肺炎 1976年在美国费城的宾西法尼亚美军军团会议的参加者中发生的军团病是典型的例子。症状：发热、全身不适、食欲不振、嗜睡、头痛、咳嗽等，死亡率高达5-20%。军团肺原菌是一种普遍存在的嗜水性需氧细菌，可通过风道、给水系统进入室内空气。杀菌方法：高温水消毒法（65、25min）,二、 微生物,特点：氡是无色、无味、自然界唯一的天然放射性惰性气体，半衰期为3.82天。其子体为固体粒子，半衰期26.8min 164s，它最稳定的同位素是Rn222。原子序数86；熔点-71；沸点-61.8；比重（固态）应用：放射疗法中可用作辐射源，科研中可用于制造中子等,三、 氡（Rn）：Radon,来源地基土壤中有镭。花岗岩、水泥、石膏、部分天然石材中含有镭。从户外空气中进入室内的氡。从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡。,危害氡及子体放射性气溶胶污染空气,三、 氡（Rn）：Radon,杀死肺等细胞,杀伤肺等细胞,细胞变异,诱发肺癌,呼吸,气管、支气管截留,肺部滞留,1/5肺癌与氡有关,潜伏期15年,WHO：定为19种致癌物质之一,第2大诱因,溶于水和脂肪、易扩散，,射线,氡对人体的辐射伤害占人体一生中所受到的全部辐射伤害的 55% 以上，,防护建材局与卫生部1993年的天然石材的放射性控制标准：将天然石材和瓷砖按辐射量大小，分成A、B、C三类， A类辐射最小，A类可居室内使用， B类可用于非居住类建筑的内饰面、 C类只能在外饰面使用。表面涂层可阻挡氡的逸出；如防氡涂料和聚合物水泥砂浆加大通风换气次数，降低室内氡气浓度。,三、 氡（Rn）：Radon,对大气危害：温室气体之一。温室气体： H2O、 CO2、NOX、 CH4、 O3 、CFC能反映室内污染总量：CO2室内空气品质评价的重要指标,室外大气：0.030.04%（300 400ppm）室内来源：人体、燃烧人体：成人:20 30 L/h，儿童为成人的一半。燃烧：是燃料、燃烧得的完善程度确定。,四、CO2,？,如果没有,？,目前状况？,6070%,26%,五、 CO,来源：一种主要来自室外的光化学烟雾。室内的电视机、复印机、激光印刷机、负离子发生器等在使用过程中也都能产生臭氧。室外：浓度：00.07ppm；臭氧层空洞的危害性质：刺激性气体，可氧化空化合物而还原，可杀菌；可被橡胶、塑料等吸附。 危害：臭氧对眼睛、粘膜和肺组织都具有刺激作用，能破坏肺的表面活性物质，并能引起肺水肿、哮喘等。,六、 臭氧：O3,来源：冬季施工过程中在混凝土中添加氨水作为防冻剂， 释放期较长，危害大 装饰材料中的添加剂和增白剂，释放期短，危害小,特性：无色，有强烈刺激性气味，有毒性。碱性物质，可感觉最低浓度为 5.3 ppm,危害：对皮肤组织、上呼吸道有腐蚀作用，造成流泪、咳 嗽、呼吸困难，严重可发生呼吸窘迫综合症； 通过三叉神经末梢反射作用引起心脏停搏和呼吸 停止； 通过肺泡进入血液，破坏运氧功能。,防止污染措施：禁止使用氨作防冻剂,七、 氨：,来源：主要来自室外含硫燃料（煤、石油等）的燃烧室外：浓度：1ppm；酸雨的由来性质：具有腐蚀作用的窒息性有毒气体。危害：鼻咽炎、支气管类疾病、肺气(水)肿等。对 金属材料具腐蚀作用,八、 SO2：,九、 NOX：其中NO、NO2为主要污染,来源：主要来自燃料高温燃烧、吸烟、汽车尾气性质：具有刺激、腐蚀作用红褐色气体。危害：不溶于水，对眼、呼吸道刺激较小、但吸入肺部易引起肺水肿,十、 烟草燃烧生成物：,成分：,危害：自燃烟气、呼出烟气污染浓度高， 吸入肺部浓度低被动式吸烟受害程度比主动式吸烟高,特点无色，有强烈刺激性气味的一种挥发性有机化合物。水溶液为福尔马林防腐剂大气中平均浓度0.005-0.01mg/m3，低于0.03mg/m3新装修宾馆可达 0.85 mg/m30.08mg/m3 (一段时间后) 一般住宅装修后0.2-0.87 mg/m30.04mg/m3 (一段时间后)控制标准为0.10mg/m3（0/0.0896ppm、25/0.0978）,来源工业废气、汽车尾气、光化学烟雾。建筑材料：地毯、人造板、泡沫树脂保温板装修材料：胶粘剂、涂料日化产品：清洁剂、消毒剂、液化石油气,十一、甲醛(HCOH) ：,332,危害浓度0.1mg/m3有异味影响0.5mg/m3以上刺激粘膜(眼、呼吸道等)，产生变态反应(眼红、流泪、咽干等)、恶心、胸闷等。6.5mg/m3以上引起肺炎、肺水肿，甚至导致死亡。有致畸、致癌作用。对神经系统、免疫系统、 肝脏都有危害。,释放特性释放期长，315年。高温、高湿条件下甲醛散发力度加大。,十一、甲醛(HCOH),十二、苯 ：,特点：无色浅黄色液体，易挥发，有强烈的芳香气味，易燃易爆来源：油漆涂料、人造板材、粘合剂、空气消毒剂、杀虫剂中的苯含量的挥发危害：致癌物对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用；短期接触：兴奋、头晕、头痛、恶心、呕吐，直至昏迷、抽搐，严重时会因呼吸和循环衰竭死亡长期接触：白细胞和血小板减少，严重时可导致再生障碍性贫血。孕妇接触苯对胎儿发育不利，且容易引起流产。此外，苯还是公认的致癌物。,常见种类：上百种，20多种为致癌物。总量：TVOC（Total VOC）现规范列出9种为识别组：甲醛、苯、甲苯、对（间）二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁脂、十一烷。,特点单独浓度不高，但多种微量VOC的共同作用不可忽视。长期低剂量释放，对人体危害大。引起头痛、恶心等症状。,十三、可挥发性有机化合物 VOCs (Volatile Organic Compounds):,来源各种漆、涂料、阻燃剂、防水剂、防腐剂、防虫剂、粘结剂等建材：人造板材、塑料地板家具,表3-6,十三、 VOCs (Volatile Organic Compounds):,十四、 气味分子污染,来源：,控制关键：源控制。,特性：低浓度污染，不会超过权威机构的上限值。 一般对健康无很大影响，影响空气的新鲜度， 和人的舒适感 分子的重量极小，扩散速度极快，难以控制。,缺氧：,不舒适感，严重时缺氧致死,电视机、微波炉,厨房、卫生间、人体生物污染、烟草烟雾低浓度VOC和其它有气味的污染物,呼吸、燃烧,辐射：,几种恶臭物质的化学成分,污染物控制方法：,堵源、节流、稀释,第三节 室内空气污染物浓度测量方法,1.采样点的数量 2.采样点的位置 采样点在室内通风率最低地方 采样点离墙壁应大于0.5m（避免墙壁的吸附作用或逸出干扰） 3.采样点的高度:0.75-1.5m（工作区） 4.室外对照采样点的设置 同一区域室外设1-2对照点。,一、采样点布置,1.采样时间和频率 (1)评价室内空气质量对人体健康影响时，至少监测1日，早、晚各采样1次。 (2)对建筑物的室内空气质量，在无人活动进行，至少监测1日，早、晚各采样1次。 2.采样条件 (1)采样密封条件下； (2)采样期间空气调节系统应停止 (3)早晨采样，前1天关闭门窗户，直至采样结束； (4)采样前12h或采样期间出现大风应停止。3.采样方法和采样仪器 各个污染物检验方法中规定的和操作步骤进行。4.采样体积换算: V0=V.T0/T.P/P05. 采样记录,二、采 样,气体有害物采样方法,1.直接采样法(1)适用条件：空气中有害物质浓度较高；测定该物质的方法灵敏度较高。(2)常用的有：塑料袋采集样品；注射器采集样品；真空采气瓶采样。2.浓集采样方法：大气中有害物质浓度通常较低，故常用。 (1)溶液吸收法：适用于气态或蒸汽态有害物质。原理：空气通过吸收液时，形成气、液界面，有害物分子溶解或经化学反应很快进入吸收液中，位于气泡中间的气体分子，能迅速运动、扩散到气液界面上而被吸收。吸收液：选择对被测物质溶解度大、有足够稳定时间、价廉易得、有利于后续分析测定。,(2)滤纸和滤膜阻留法：适用于尘粒壮气溶胶。原理：当空气通过滤纸或滤膜时，尘粒即被阻留。常用滤纸和滤膜：定量滤纸、玻璃纤维滤膜、有机化学纤维滤膜等。选择原则：不含待测物质，或含量低而分布均匀；阻留率高；采样阻力小，不致产生堵塞现象。 (3)固体吸附剂法：适用于气体和尘粒共存时。原理：空气通过固体吸附剂的采样管时，有害物质被固体吸附剂吸附而被浓集。采样完毕，用适当溶剂洗脱。吸附剂：颗粒壮吸附剂、纤维状吸附剂。,气溶胶中颗粒物采样方法,沉降法：自然沉降法 静电沉降法滤料法,三、 室内环境有害物质监测方法,甲醛的监测方法 酚试剂分光光度法,1.原理 空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，根据颜色深浅，用分光光度法测定。,2.采样 用一个内装5mL酚试剂吸收液的大型气泡吸收管,以0.5L/min流量采样10L，记录采样点的温度和大气压力。 3.分析步骤 (1) 标准曲线的绘制:以回归方程的斜率的导数作为样品测定的计算因子Bs； (2) 样品测定 4.结果计算,甲醛的监测方法 酚试剂分光光度法,1.原理 空气中的甲醛在酸性条件下吸附在涂有2，4二硝基苯6201的担体上，生成稳定的甲醛腙。用二硫化碳洗脱后，经OV色谱柱分离，用氢焰离子化检测器测定，以保留时间定性，峰高定量。 2.采样 采样管内装150mg吸附剂，两端用玻璃棉堵塞，用胶帽密封。 3.分析步骤 气相色谱测试条件 分析时，应根据气相色谱仪的型号和性能，制定能分析甲醛的最佳测试条件； 绘制标准曲线和测定校正因子； 样品测定。,甲醛的监测方法 气相色谱法,4.计算 (1)用标准曲线法计算空气中甲醛的浓度 (2)用单点校正法计算空气中甲醛的浓度,甲醛的监测方法 气相色谱法,1.方法原理 甲醛被水吸收，在pH值为6的乙酸-乙酸铵溶液中，与乙酰丙酮作用，在沸水浴条件下，迅速生成稳定的黄色化合物，在波长413nm处，用分光光度法测定。2.采样 用一个内装5mL水和1mL乙酰丙酮溶液的气泡吸收管，以0.5 Lmin流量，采气30L。3.分析步骤 (1)绘制标准曲线:斜率的导数为计算因子BSg/(mL.mm) (2)样品测定4.结果计算,甲醛的监测方法 AHMT分光光度法,苯、甲苯、二甲苯监测方法 气相色谱法,1.方法原理 空气中苯、甲苯和二甲苯用活性炭管采集，然后经热解吸或用二硫化碳提取出来，再经聚乙二醇6000色谱柱分离，用氢火焰离子经检测器检测，以保留时间定性，峰高定量。2.采样及样品保存 在采样地点打开活性炭管，两端孔径至少2mm，与空气采样器入气口垂直连接，以0.5Lmin的速度，抽取10L空气。采样后，将管的两端套上塑料帽，并记录采样时的温度和大气压力。样品可保存5d。,3.分析步骤 (1)色谱分析条件 色谱分析条件常因实验条件不同而有差异，根据所用气相色谱仪的型号和性能，制定能分析苯、甲苯、二甲苯的最佳色谱分析条件。 (2)绘制标准曲线和测定校正因子 A.用混合标准气体绘制标准曲线 B.用标准溶液绘制标准曲线 C.测定校正因子： (3)样品分析 热解吸法、二硫化碳提取法,苯、甲苯、二甲苯监测方法 气相色谱法,4.结果计算 a.热解吸法时苯、甲苯、二甲苯浓度(mg/m3)计算公式: b.用二硫化碳提取法时苯、甲苯、二甲苯浓度(mg/m3)计算公式: c.用校正因子时苯、甲苯、二甲苯浓度(mg/m3),苯、甲苯、二甲苯监测方法 气相色谱法,氨的监测方法 靛（dian）酚蓝分光光度法,1.方法原理 空气中氨吸收在稀硫酸中，在亚硝基铁氰化钠及次氯酸钠存在下，与水杨酸生成蓝绿色的靛酚蓝染料，根据着色深浅，分光光度法比色定量。 2.采样及样品保存 10ml稀硫酸试剂吸收液 3.分析步骤 (1)绘制标准曲线(7支10mL比色管) 697.5nm测定吸光 度；斜率b(0.0810.003g/吸光度)的导数为计算因 子（BS） (2)样品测定 4.结果计算：,1.方法原理 选择合适的吸附剂，用吸附管采集一定体积的空气样品，空气流中的挥发性有机化合物保留在吸附管中。采样后，将吸附管加热，解吸挥发性有机化合物，待测样品随惰性载气进入毛细管气相色谱仪。用保留时间定性，峰高或峰面积定量。 2.采样及样品保存 将吸附管与采样泵用塑料或硅橡胶连接，个体采样时，采样管垂直安装在呼吸带，固定位置采样时，选择合适的采样位置。 采样后将管取下，密封管的两端或将其放入可密封的金属或玻璃管中，样品可保存5d。,总挥发性有机物（TVOC）的检测方法 热解吸、气相色谱法(1),3.分析步骤 (1)样品的解吸和浓缩 (2)色谱分析条件 (3) 绘制标准曲线： (4)样品分析 4.结果计算 首先将采样体积换算成标准状态下的采样体积。 空气样品待测组分的浓度按下式计算:,总挥发性有机物（TVOC）的检测方法 热解吸、气相色谱法,5.TVOC计算 (1)应对保留时间在正己烷和正十六烷之间所有化合物进行分析。 (2)计算TVOC，包括色谱图中从正己烷到正十六烷之间的所有化合物。 (3)根据单一的校正曲线，对尽可能多的VOCs定量，至少应对十个最高峰进行定量，最